Учебное пособие ОПП Крепша. национальный исследовательский томский политехнический университет
 Скачать 7.22 Mb.
| Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |
Вставка 5 Город Кашмир (Пакистан в районе Гималаев), 8 октября 2005 года. «Сначала я думал, что это сон, – вспоминает Набиль Ахмад. – Но, открыв глаза, понял, что мир трясётся». По официальным данным погибло около 75 тыс. человек, но, скорее всего, гораздо больше умерло от отсутствия экстренной помощи. С наступлением зимы оползни и снегопады отрезали множество посёлков от Большой земли, сделав их почти недоступными для спасательных и медицинских служб. Сейсмоопасными зонами России являются Тихоокеанский и Евроазиатский тектонические пояса (рис. 23). Здесь океанические плиты субдуцируют – погружаются под континенты. Большей сейсмичностью характеризуется Тихоокеанский тектонический пояс – Курильские острова и Камчатка, где непрерывные инструментальные наблюдения проводятсяс 1904 г. За это время, по данным С. А. Федотова [ ] установлено, что Курильские острова и Камчатка относятся к наиболее сейсмичным областям земного шара. На основании каталогов землетрясений можно подсчитать, что с 1904 г. в Курило-Камчатской зоне произошло в 150 раз больше на единицу площади, чем в среднем по всему земному шару. Установлено, что землетрясения, за исключением очень глубоких, происходят преимущественно между глубоководной впадиной и поясом вулканов. Глубина очагов землетрясений возрастают по направлению к континенту, достигая 650 км под дном Охотского моря. Сейсмические явления с глубиной залегания очагов 200 и 300 км свойственны двум другим хорошо выраженным реликтовым зонам субдукции Евроазиатского тектонического пояса – зоне Вранча в Восточных Карпатах и Памиро-Гиндукушу – в Центральной Азии. Внутрикоровые очаги крупнейших землетрясений с магнитудой М > 8 характерны для Иран-Кавказ-Анатолийского, Памиро-Тянь-Шаньского, Алтай-Саяно-Байкальского регионов (Природные опасности России. Сейсмические опасности, 2000). По данным департамента предупреждения и ликвидации ЧС при Министерстве ЧС России 2002–2015 гг. будут характеризоваться повышением земной активности в этих районах.  Рис. 23. Схема сейсмического районирования территорий России Условные обозначения: Цифры – интенсивность землетрясений, баллы Рекордным годом в России считается 1943 г., когда было зарегистрировано 41 землетрясение (Россия... 2001). Сопоставление различных сейсмических шкал по последствиям проявления землетрясений приводится в табл. 4. Таблица 4 Сопоставление различных сейсмических шкал по последствиям проявления землетрясений  Землетрясения подчиняются некоторым общим закономерностям:
Зная эти закономерности, человек не в состоянии воздействовать на глубинные разломы и тектонические процессы, происходящие в земной литосфере. Но можно уменьшить разрушительные последствия землетрясений. Необходимо изучать степень сейсмического риска при выборе места строительства с учётом геолого-тектонических условий сейсмоопасных территорий и вести строительство с учётом сейсмичности (высокое качество строительных работ, выбор сейсмически стойких строительных конструкций и материалов). 5.1.4. Прогноз землетрясений Прогнозирование землетрясений является наиболее важной проблемой. Ученые во многих странах мира занимаются этой проблемой, но она еще далека от разрешения. Точными и многочисленными инструментальными исследованиями землетрясений покрыта территория Японии и Калифорнии, но жертвы нередки и там. Человеческие жертвы и ущерб, по-видимому, определены недальновидными и корыстными действиями самих людей при выборе места, конструкции и технологии строительства зданий и сооружений. Прогноз включает в себя как сейсмическое районирование, так и выявление предшественников землетрясения. Сейсмическое районирование – выделение областей в которых можно ожидать землетрясения определенной магнитуды или балльности. Сейсмическое районирование разного масштаба проводится на основании учета множества особенностей: геологических, тектонических и других. Карты сейсмического районирования несут информацию о распространении землетрясений в том или ином районе. В границах бывшего СССР карта сейсмического районирования впервые была составлена Г. П. Горшковым в 1936 г. С тех пор эта карта несколько раз уточнялась и переиздавалась. Для территории России составлен комплект новых карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации (Уломов В.И., 2004) – ОСП-97 А, В, С, созданный в Институте физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН) при участии многих других организаций геолого-геофизического и сейсмологического профиля. Общее сейсмическое районирование масштаба (1:8 000000) впервые осуществлено для всей территории Российской Федерации, включая платформенные территории и шельфы окраинных и внутренних морей. Этот комплект карт включён в Строительные нормы и правила – СНиП II–7–81*) «Строительство в сейсмоопасных районах» и принят в 2000 г. Госстроем России в качестве нормативных документов, выполнение которых является обязательным для всех проектных и строительных организаций, осуществляющих работы на территории страны [ ]. На картах показана интенсивность сейсмической активности в баллах (6–10 баллов) для средних геологических условий (песчано-глинистые грунты с глубиной залегания подземных вод более 6 метров), а также место землетрясения. Карты характеризуют разную степень сейсмической опасности на 3-х уровнях вероятности – 90 % (карта А), 95 % (карта В), 99 % (карта С): вероятность возможного превышения интенсивности в течение 50 лет (ОСП-97-А – 10 %; ОСП-97-В – 5 %; ОСП-97-С – 1 %;). Время не прогнозируется. Новые карты ОСР-97 впервые позволили количественно оценивать степень сейсмического риска для конкретных строительных объектов. Карта ОСП-97-А соответствующая 500-летнему периоду повторяемости сейсмических воздействий, рекомендуется для использования при массовом строительстве (такая степень риска приемлема в большинстве стран мира). Карты ОСП-97-В и ОСП-97-С, соответствующие 1000- и 5000-летнему периодам повторяемости сотрясений; предназначена для использования при проектировании и строительстве объектов повышенной ответственности и особо ответственных объектов. В объяснительной записке к ОСП-97 и СНиП II–7–91 помещён список новых городов и населённых пунктов субъектов Российской Федерации, расположенных в сейсмоопасных районах, с указанием для них по каждой из карт ОСП-97-А, В, С ожидаемой сейсмической интенсивности на 3-х уровнях риска (10, 5 и 1 %) возможного превышения расчётных сейсмических воздействий в течение каждых 50 лет. Например, г. Бийск (Алтайский край) имеет сейсмическую интенсивность по шкале МSК-64 ОСП-97-А – 7 баллов; ОСП-97-В – 8 баллов; ОСП-97-С – 8 баллов. Для грамотного проектирования антисейсмического строительства сейсмоопасных районов составляются карты более крупного масштаба – сейсмического микрорайонирования. Цель их – уточнение балльности участка с учётом конкретных геологических (грунтовых) условий. Она необходима проектировщикам для грамотного проектирования антисейсмического строительства, т.е. правильного выбора строительной площадки, типа фундаментов, специальных конструктивных мероприятий. Существует большое количество разнообразных предшественников землетрясений, начиная от собственно геофизических и кончая гидродинамическими и геохимическими методами. Обнаружить на ранней стадии возникновение сейсмической опасности позволяет созданный в институте физики Земли прибор – геофон с магнитоупругим сенсором для измерения подземного фонового звука на недоступной ранее глубине. Другими предвестниками землетрясений являются быстрый рост частоты слабых толчков (форшоков), деформации земной коры, улавливаемые с помощью лазерных источников света спутниками из космоса, содержания радона в воде, изменения колебания уровня подземных вод, и т.д. Косвенные признаки сильного землетрясения должен знать каждый, проживающий на сейсмоопасной территории:
К ним можно отнести и поведение животных и насекомых перед землетрясением: кошки покидают селение и переносят котят в луга; домашние животные впадают в панику; муравьи за несколько часов до толчка покидают муравейники, захватив своих «куколок». Верным «рыбьим сейсмографом» в аквариумах японцы считают зубатку и угря. Хорошо чувствуют приближение «подземных гроз» голуби, ласточки, воробьи. Собаки проявляют перед землетрясением повышенную беспокойность и даже пытаются спасти своего хозяина перед началом страшных подземных толчков. Вовремя прочитать эти признаки – значить, гарантированно спастись. Жителям сейсмоопасных зон надо всегда быть готовыми к неприятным сюрпризам природы. Лучшая защита от них – прочные здания, а значит, принятие в таких странах строго соблюдения сейсмостойкого строительства. 5.1.5. Оценка последствий катастрофических землетрясений Землетрясение – это бедствие с прямым и косвенным (вторичным) воздействием на природную среду в виде оползней, цунами, пожаров, снежных лавин и т. д. Оно вызывает огромное число жертв и большие материальные убытки. Землетрясения опасны тем, что они относятся к быстродействующим геологическим процессам. Продолжительность главного толчка, характеризующегося наибольшей магнитудой, редко достигает минуты, обычно это несколько секунд. Это бедствие застает людей врасплох, поэтому приводит к большим жертвам. В сейсмически опасных регионах проживает более половины населения Японии, в Китае – одна треть, в США – одна седьмая, в России – менее одной сотой части населения. Каждый январь эксперты ООН подводят итоги прошедшего года по сейсмической активности. Так, общий ущерб от разрушений зданий в Каракасе при землетрясении в 1967 г. превысил 100 млн долл., при этом погибло 250 человек. Исключительно тяжелым по своим социально-экономическим последствиям было Спитакское (9–10 баллов) землетрясение 7 декабря 1988 г., когда число погибших превысило 25 тыс. человек, а убытки составили свыше 8 млрд руб. Вставка 5 Лиссабон (Италия), 1755 год. Описание очевидца. «Беда случилась внезапно. Утром, еще не одетый, я услышал треск. Я побежал посмотреть, в чем дело. Каких только ужасов я не насмотрелся. Больше, чем на локоть земля то поднималась вверх, то опускалась. Дома рушились со страшным грохотом. Возвышающийся над нами монастырь раскачивался из стороны в сторону, грозя каждую минуту раздавить нас. Страшной казалась и земля, которая могла поглотить нас живыми. Людям не было видно друг друга: солнце было в каком-то мраке. Казалось, что настал день страшного суда. Это трясение длилось более 8 минут. Затем все успокоилось. Мы бросились на площадь, лежащую невдалеке. Пробираться пришлось среди разрушенных домов и трупов, не раз рискуя погибнуть. На площади собралось не менее 4000 человек: одни полуодеты, другие совсем нагие. Многие были ранены, лица у всех были покрыты смертельной бледностью. Находившиеся среди нас священники давали общее отпущение грехов. Вдруг снова все началось и продолжалось 8 минут. После этого целый час тишина не нарушалась. Целую ночь мы провели в этом поле под открытом небом. Сам его величество король принужден был жить среди поля, и это приободряло нас. Чудные громадные церкви, подобных которым нет и в самом Риме, были разрушены. Вечером, в 11 часов в разных местах показался огонь. Что спаслось от землетрясения – то уничтожил пожар. Со вторым толчком связана еще одна трагедия. Многие жители искали спасения от землетрясения на набережной реки, которая привлекала их своей прочностью. Приземистая и массивная набережная казалась очень надежной. Но с новыми ударами фундамент начал оседать и все сооружение вместе с обезумевшими от ужаса людьми бесследно исчезло в водной стихии. Спастись никому не удалось». Число жертв Лиссабонского землетрясения составляет около 50 тыс. человек. Землетрясение в Китае в 1976 г. унесло больше жизней, чем любое другое в XX в. – по разным оценкам количество жертв составило от 255 до 600 тыс. человек. Установлено, что основная причина гибели людей при землетрясениях – обрушение зданий. Количество человеческих жертв зависит от типа жилья и качества строительства. Там, где люди живут в юртах, человеческие жертвы практически полностью исключаются даже при землетрясениях максимальной интенсивности, как в случае 12-балльного (М = 8,5) Гоби-Алтайского землетрясения 1957 г. Следствием ошибочного отнесения района г. Нефтегорска к не сейсмичным явилось строительство в 1960-е гг. не сейсмостойких крупноблочных зданий, которые были полностью разрушены в результате землетрясения на Сахалине 25 мая 1995 г., унесшего 1989 человеческих жизней. Учет новых данных сейсмического районирования предопределил строительство в этом городе в 1979–1983 гг. сейсмостойких зданий, рассчитанных на семь баллов по шкале MSK-64. По данным Л. Коффа (1995), эти здания выдержали сейсмическое воздействие и сохранились. Приведём список крупнейших землетрясений с человеческими жертвами (табл. 5). Таблица 5 Крупнейшие землетрясения в мире и России с человеческими жертвами (Трухин и др., 2003, с допол. автора)
Количество человеческих жертв также зависит: а) времени начала землетрясения и продолжительности сейсмических колебаний; б) глубина очага и нахождения населенного пункта от эпицентра и силы сейсмических волн; в) от конструктивных особенностей зданий и качества их строительства; г) типа и состояния грунта основания; д) наличия в плейстоценовой зоне взрыво- пожароопасных объектов, плотин, АЭС и т.д. К последствиям землетрясений, кроме явлений тектонического характера (образование трещин, сбросов и сдвигов), относятся: 1) различные изменения рельефа местности, вызванные перемещениями поверхности по сбросам, оползнями, обвалами, подпруживанием рек и образованием озер; 2) извержение газов, воды и грязи, напоминающие деятельность грязевых потоков; 3) разрушение искусственных сооружений, пожары. Сейсмические воздействия проявляются на поверхности земли в виде разрывов в горных породах и относительного смещения разделяемых блоков горных пород в очаге. Процесс сопровождается не только механическими колебаниями толщи грунта, но и пиковыми электромагнитными излучениями, влияние которых на биологические объекты и окружающую среду может быть весьма существенным, особенно в случае выхода очагового разрыва на поверхность. Фиксировать воздействия этого рода в краткие мгновения разрывообразования чрезвычайно трудно, а подчас и невозможно. Разрушительное действие землетрясений на искусственные сооружения зависят от силы толчка, характера сотрясения, угла выхода удара, направления сейсмического луча по отношению к постройке, свойств грунта и качества построек. Естественно, что чем сильнее удар, тем он гибельнее для любого рода искусственных сооружений. Однако при одной и той же силе удара степень разрушений может оказаться различной в зависимости от характера сотрясений. Вертикальные колебания, характеризующиеся малыми амплитудами, как правило, менее опасны для зданий, чем колебания горизонтальные. Наиболее подвержена горизонтальным движениям нижняя часть здания – 1-й этаж и фундамент. Подбрасывание и поворот крыш наблюдается редко. При этом стены разбиваются неправильной системой трещин, у непрочных построек стены разрушаются, а крыша накрывает развалины. Такие разрушения имели место близ эпицентра Ашхабадского землетрясения 1948 г. Катастрофические последствия землетрясений часто усиливаются пожарами, возникающими от развалившихся во время топки печей, от коротких замыканий электропроводки, разрывом газовых труб и т. п. Борьба с пожарами затрудняется тем, что первые толчки землетрясений обычно выводят из строя водопроводы, разрывая трубы. Город Сан-Франциско был уничтожен в 1906 г. не столько самим землетрясением, сколько пожаром, с которым не смогли справиться из-за порчи водопровода. На железных дорогах землетрясения вызывают деформацию насыпей – их разрыв, смещение и выбрасывание железнодорожного полотна, а также деформацию рельсов. Мосты и эстакады испытывают очень сильные разрушения даже при металлической или железобетонной конструкции. Последствия землетрясений особенно катастрофичны, когда они приводят к активизации экзогенных гравитационных процессов, таких как обвалы, оползни, лавины, сели и пр. Во время Сарезского землетрясения в 1911 г. на центральном Памире огромная масса обломочного материала объемом более 2 млрд м3 обрушилась с правого борта долины р. Бартанг, обусловив образование узкого и глубокого Сарезского озера. Под завалом был погребен кишлак с людьми, под водой нового озера оказался второй кишлак. Образовавшееся Сарезское озеро породило массу дополнительных проблем, связанных с возможностью прорыва перемычки. 5.1.6. Антисейсмические мероприятия и рекомендации по поведению людей при землетрясении Стихийное бедствие, такое как землетрясение, чаще всего связано с массовым травматизмом или гибелью людей, психическим шоком, паникой, частичной или полной утратой имущества. Статистические данные утверждают, что в среднем 1 человек из 8 тысяч, проживающих на Земле, погибает при землетрясении. Выживание в зоне стихийного бедствия обеспечивается тремя основными факторами: а) умением распознать приближение стихийного бедствия и подготовиться к нему; б) знаниями приемов самоспасения в зоне бедствия; в) психологической подготовкой к действию в особо сложных условиях, которое создает любое стихийное бедствие. Различают две группы антисейсмических мероприятий: Предупредительные, профилактические мероприятия, осу ществляемые до предполагаемого землетрясения; Действия в чрезвычайных си туациях (мероприятия, выполняемые до землетрясения, во вре мя и после землетрясения). Предупредительные мероприятия включают: а) исследование генезиса, причин, механизма, предвестников данного землетрясения; б) выбор и разработка методов прогноза землетрясения на данной территории. Необходимо составить крупномасштабную карту микросейсмического районирования для осуществления правильного выбора места расположения населенных пунктов Профилактические мероприятия включают: 1) создание прогнозных региональных комиссий; 2) строительство зданий и сооружений с учётом карт сейсмического районирования; 3) организацию специальных служб (спасатели, медицинская помощь, пожарные); 4) создание запасов материальных ресурсов, продовольствия, медикаментов, одежды, палаток, отопительных приборов, питьевой воды и др.; 5) просвещение и обучение правилам поведения в условиях сейсмоопасности. Население сейсмоопасных зон должно знать: 1) сильнейшие землетрясения силой 9 баллов и более повторя ются в одном и том же месте не чаще 200–400 лет; 2) повторение катастрофических землетрясений силой 7–8 баллов возможно и через год; 3) после главных толчков могут последовать другие не менее опасные, а минимальное расстояние между эпи центрами повторных землетрясений может составлять 10 км и более; Основными причинами несчастных случаев при землетрясениях являются:
Причины травм и гибели людей можно уменьшить, если знать порядок действий в чрезвычайных ситуациях и выполнять ряд рекомендаций. Действия в чрезвычайных ситуациях распределены по фазам землетрясения. До землетрясения: наметить заранее план действий в сейсмоопасных районах (иметь список телефонов медицинской помощи, представителей МЧС РФ, определить пути выхода из здания, знать места отключения электричества, газа) необходимо иметь в легкодоступном месте батарейный радиоприемник, карманный фонарик, аптечку, неприкосновенный запас продуктов, документы. Во время землетрясения: надо быть готовым действовать, сообразуясь с конкретной обстановкой. Чем быстрее человек среагирует на опасность, тем больше останется шансов на спасение. Ощутив колебания здания, увидев качание светильников, падение предметов, услышав нарастающий гул и звон бьющегося стекла, не поддавайтесь панике. У вас есть 15–20 секунд. Быстро выйдите из здания, взяв документы, деньги и предметы первой необходимости. Покидая помещение, спускайтесь по лестнице, а не на лифте. Оказавшись на улице, оставайтесь там, но не стойте вблизи зданий, а перейдите на открытое пространство. Надо спасаться там, где вы находитесь. Если оказались на высоком этаже в помещении – надо отключить газ, воду, электричество, оставаться на месте внутри здания у опорных стенок или в дверном проеме, или под столом. .  Рис. 24. Порядок действий при землетрясении Если вы едете в автомобиле, после начала землетрясения надо остановиться в таком месте, где не будут созданы помехи транспорту, и оставаться в машине После землетрясения: оценить силу и масштабы стихийного действия, оказать помощь пострадавшим, проверить газ, электричество, водопровод, слушать радио, не занимать телефон, не ходить без обуви, не приближаться ни к зданиям, ни к морю из-за возможного цунами. Надо быть к повторным толчкам, которые могут случиться через минуту или через несколько суток. Нельзя передавать вымышленные сведения, а пользоваться только официальными сообщениями. Во всех случаях надо действовать согласно правилам и рекомендациям службы по ЧС и в соответствии с планом аварийных мероприятий, подчиняться указаниям местных властей и штаба по ликвидации последствий стихийного бедствия. При выборе места строительства зданий и сооружений на территории с силой землетрясений более 6 баллов следует учитывать все геологические факторы, определяющие устойчивость здания: близость крутых склонов и откосов, где развиты оползни, обвалы, осыпи; рыхлые и водонасыщенные грунты; пойменные и болотистые участки, участки с высоким уровнем грунтовых вод. Скальные породы – наилучший вариант для основания крупных сооружений. Отражение инженерно-геологических условий на выбираемой площадке строительства в сейсмоопасных районах должно быть на крупномасштабных картах сейсмического микрорайонирования. В конструктивных особенностях строительства домов предусматривается антисейсмические пояса, прочный фундамент без подвалов. Доказано, что железобетонные здания сравнительно устойчивы, однако деревянные, стальные и укрепленные каменные дома также могут быть сейсмостойкими, если они хорошо сконструированы и добротно построены. Для этого применяются соответствующие элементы жесткости и крепления: связывающие скобы, подпорки и стойки, анкерные болты. Наиболее безопасной является та конструкция, вторая будет гибкой и сможет двигаться как единое целое, т. е. так, чтобы отдельные ее части не ударялись друг о друга. Обеспе чение сейсмостойкости – обязательное требование при строительстве в сейсмоопасных районах. Необходимое увеличение стоимости строительства составляет, по инженерной оценке, менее 10 %, если соответствующие проблемы решаются на стадии проектирования. Строительные и стра ховые компании должны учитывать разный уровень риска в связи с особенностями геологической обстановки с помощью карты сейс мической опасности. Все эти меры контроля – путем районирова ния, совершенствования строительных норм и классификации зданий по уязвимости – необходимо применять для предотвращения человеческих жертв в районах сейсмической опасности.  перейти в каталог файлов | Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |